【正文】 D’點(diǎn)在豎直面內(nèi) ： 彎矩： MVD’=Fr 277+FNB’ 193FNC’ 54≈ 扭矩 : TC= 10622nP ≈ W )T(M22VCca ???? 式中： ? ≈ ； 代入數(shù)據(jù)得： 3223ca ? ???? ）（≈ 38MPa60MPa 茶樹(shù)修剪機(jī)的設(shè)計(jì) 46 故軸Ⅱ的設(shè)計(jì)滿(mǎn)。 最后留下的軸長(zhǎng)就是第 4 段軸的長(zhǎng)度了， LIV=116mm。 直徑為 D5處的軸段也是用來(lái)安裝軸承，長(zhǎng)度 LV=23mm。 茶樹(shù)修剪機(jī)的設(shè)計(jì) 44 直徑為 DIII處的軸段長(zhǎng)度是軸承的寬度 LIII=B=23mm。 直徑為 DI處的軸段主要用來(lái)安裝 1 個(gè) 2 輪槽的帶輪，根據(jù)帶輪寬度、墊圈的厚度以及安裝的結(jié)構(gòu)確定此處的軸長(zhǎng) LI=100mm。 綜上所述 : DI=DVII=20mm DII=DVI=26mm DIII=DV=30mm DIV=42mm 根據(jù)汽油機(jī)的高度及整機(jī)結(jié)構(gòu)，確定軸Ⅱ的總長(zhǎng)為 360mm 帶輪寬 B=（ z1） e+2f 式 中 ： z輪槽數(shù) ； e槽間距； f槽邊距 ； 取 e=15mm， f=11mm，代入數(shù)據(jù)得 2 輪槽的帶輪寬度 B3=37。 由于軸承的安裝需要和刀片保持一定距離，取第 VI 段軸的直徑為DVI=DII=26mm。 第 V段軸也是來(lái)安裝軸承的，故 DV=DIII=30mm。 取 h2=2mm，則 DIII=DII+2h2=30mm，這段軸是用來(lái)安裝軸承的 。 取 h1=3mm,則 DII=DI+2h1=26mm， 直徑為 DII處的軸段是一軸環(huán)，軸環(huán)的寬度 L2? =，取 L2=26mm。 作用于軸上的軸壓力 FP2= 2asinFZ2 2022 = o??? = （ 10）計(jì)算結(jié)果 對(duì)于帶 II,選用 2 根 A1000GB/T115441997 的皮帶，中心距 aI=300mm，帶輪的直徑 ddI=125mm， ddII=125mm，軸上的壓力 FP2=。 （ 9）求初拉力 F02及帶輪上的壓力 FP2 查得 A 型普通 V帶的每米質(zhì)量為 q=。 根據(jù)傳動(dòng)比 I=1，查表得額定功率增量為： 0P02?? 。 （ 8）確定 V帶的根數(shù) Z2 根據(jù) ddI=125mm， nI=1500r/min,用插值法得： P02=。 由中心距近似公式得 022dIdI IIIdId0202d a4 dd2 dda2L ）（）（ ????? = 2 ）（ ???? = 選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld2=1000mm。 （ 5）驗(yàn)算帶速 V2 茶樹(shù)修剪機(jī)的設(shè)計(jì) 40 由式得 100060 ndV IId2 ??? 100060 ? ??? =在 5~30m/s 的范圍內(nèi)，故帶Ⅱ的速度大小合適。II? 11500? =1500r/min 從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率為： 0%1001500 15001500 ??? 在177。 大帶輪直徑為：IIIdIIId ndnd ? 15001251500?? =125mm。 （ 3）選擇普通 V帶的型號(hào) 根據(jù) Pca2=， nI=1500r/min,選用 A 型普通 V帶 。 Pca2=KAP1= ? = 由于以下計(jì)算過(guò)程與上述相同，故略去。在這里向 敬愛(ài)的 家人表達(dá)深深的謝意！ 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 茶樹(shù)修剪機(jī)的設(shè)計(jì) 38 附 錄 附錄 A 帶 Ⅱ 的設(shè)計(jì)過(guò)程 帶 II 在傳動(dòng)系統(tǒng)中的位置可見(jiàn)圖 A1 圖 A1 （ 1）帶 Ⅱ 上的功率為 P1=P 1? ? 2= ? ? = 主動(dòng) 輪的轉(zhuǎn)速為 nI=1500r/min,從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為 nII=1500r/min （ 2）確定計(jì)算功率 Pca2 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 表 A1 工作情況系數(shù) KA 工 況 KA 空、輕載起動(dòng) 重載起動(dòng) 每天工作小時(shí)數(shù) /h 10 10~16 16 10 10~16 16 載荷變動(dòng)微小 液體攪拌機(jī)，通風(fēng)機(jī)，和鼓風(fēng)機(jī)（≤ ）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī) 載荷變動(dòng)小 帶式輸送機(jī)（不均勻載荷）、通風(fēng)機(jī)（ ）、旋 轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)金屬切削床、旋轉(zhuǎn)篩、劇木機(jī)和木工機(jī)械 載荷變動(dòng)較大 制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)、橡膠機(jī)械、振動(dòng)篩、紡織機(jī)械、重載運(yùn)送機(jī) 載荷變動(dòng)很大 破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式。 最后要感謝的是我的家人，是他們養(yǎng)育了我，教我做人做事的道理。 再次，我要感謝的是大學(xué)四年里所有教過(guò)我的老師和我們的輔導(dǎo)員，感謝他們四年來(lái)對(duì)我的諄諄教誨和和真心的關(guān)懷。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到不清楚的地方，大家一起討論、翻閱資料、出謀劃策，尋求最佳的解決方案。在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中，他給我提出了寶貴的意見(jiàn)，并且給與細(xì)致的指導(dǎo)，使其得以不斷的改進(jìn)和完善 。 首先 ，我要向我的指導(dǎo)老師拓耀飛老師致以由衷的感謝和誠(chéng)摯的敬意，他的指導(dǎo)為我提供了設(shè)計(jì)的主題思想， 設(shè)計(jì)過(guò)程中 ，他給予了我最直接 的 指導(dǎo)和幫助，耐心的向我傳授設(shè)計(jì)的方法和思路。通過(guò)這次設(shè)計(jì)提高了我收集資料的能力、思維能力、解決問(wèn)題的能力以及繪圖等各方面的能力。例如 ：在設(shè)計(jì)機(jī)架時(shí)，我只能根據(jù)緒論里的技術(shù)指標(biāo)以及設(shè)計(jì)好的各個(gè)零部件的尺寸來(lái)確定機(jī)架的尺寸，尤其在設(shè)計(jì)各個(gè)零件之間如何固定連接很困難。對(duì)機(jī)械制圖和公差配合等知識(shí)要求較高，先需要查閱大量的資料，然后再根據(jù)設(shè)計(jì)好的尺寸結(jié)構(gòu)進(jìn)行繪制和標(biāo)注。 第二 個(gè)階段是圖紙的繪制以及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。主要是刀片 和機(jī)架都是非標(biāo)件， 結(jié)構(gòu)很難確定，為此我專(zhuān)門(mén)了解了刀具的設(shè)計(jì)資料， 最終采用弧形的刃口來(lái)切割茶樹(shù)枝干，可以降低對(duì)茶樹(shù)的損傷。首先 要 確定 茶樹(shù)修剪機(jī)的 總體的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方案，再進(jìn)入到零部件的設(shè)計(jì)。 車(chē)輪直徑的尺寸系列有： 1400mm， 1200mm， 1000mm三種規(guī)格。 為了在夾角的最低處能將枝干固定住，便于刀片的切割，留出了一定的弧度，故機(jī)頭夾角設(shè)計(jì)為 58o。 設(shè)計(jì)的機(jī)框的結(jié)構(gòu)尺寸如下所示 圖 319 機(jī)框 機(jī)頭的設(shè)計(jì) 機(jī)頭的作用是在修剪機(jī)向前移動(dòng)的過(guò)程中，將茶樹(shù)的枝干分開(kāi)，使其更好地與刀片接觸，刀片可以鎖緊枝干，降低切口的撕裂度?；谠O(shè)計(jì)參數(shù)， 綜合考慮，就可以設(shè)計(jì)出機(jī)架的 整體 結(jié)構(gòu)尺寸。 主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)：機(jī)框 和 機(jī)頭的設(shè)計(jì)，加上 上述帶和軸的尺寸。 （ 4） 鍵的選擇 選取 鍵 6 40GB/T 10962021 的圓頭普通 A 型平鍵 。NC3 ???? 代入數(shù)據(jù)得： C3=21293NCr。Ln60PC 式 中 ： ?? ； 取軸承的預(yù)期計(jì)算壽命 Lh’=18000h。 由 FNc=,n4=1500r/min， 初選型號(hào)為 6406 GB/T 2761994 的軸承，基本額定動(dòng)載荷 C=47500N。 c 點(diǎn)在豎直面內(nèi)： 彎矩： MVc=Fr 223+FNb 139≈ 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 扭矩 : Tc= 10643nP ≈ W )T(M 2VC2ca ???? 式 中 ： ?? ； 代入數(shù)據(jù)得： 3224ca ? ???? ）（ ≈ 16MPa60MPa 故軸Ⅲ的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求 。 (4） 鍵的選擇 查閱 文獻(xiàn) ，選用鍵 6 90GB/T 10962021 的圓頭普通 A 型平鍵 。 代入數(shù)據(jù)得： C2=3054NCr。L =18000h。 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 由 FNC’=,n3=1500r/min， 初選型號(hào)為 6406 GB/T 2761994 的軸承，基本額定動(dòng)載荷 C=47500N, ?? 6 h32 10 39。 軸Ⅱ的設(shè)計(jì) （ 1） 軸 Ⅱ 的 功率 計(jì)算 22215 ??????? 1) 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 因我們?cè)O(shè)計(jì)的軸對(duì)材料無(wú)特殊的要求，故選用 45 鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其 抗拉強(qiáng)度極限 aMP640B ?? ，許用彎曲應(yīng)力 [ 1? ]=60MPa 由于以下的設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容與軸Ⅰ相似，故這里只給出軸Ⅱ的 結(jié)構(gòu)圖和校核的過(guò)程（詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程請(qǐng)見(jiàn)附錄二） 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 2） 軸Ⅱ的最終結(jié)構(gòu) 尺寸 如下圖 所示： 圖 313 軸Ⅱ結(jié)構(gòu)圖 （ 2）軸Ⅱ的校核 圖 314 軸Ⅱ的 作用力示意圖 基于上述示意圖，按照彎扭合成應(yīng)力公式校核軸的強(qiáng)度 以 B’為基點(diǎn)，由∑ MB’=0 得： FNC’ 139Fp2 230+Fp2 193+Fr 84=0 由∑ Fy=0 得： Fr+FNB’+Fp2FNC,Fp2=0 式 中 : Fr=100N,Fp2=769N 代入數(shù)據(jù)解得： FNB’=（↑）， FNC’=(↓ ) 繪制的彎矩圖和扭矩圖如下 茶樹(shù)修剪機(jī)的設(shè)計(jì) 24 圖 315 軸Ⅱ力矩圖 從彎矩圖和扭矩圖可以看出 C’點(diǎn)和 D’點(diǎn)是危險(xiǎn)截面，但 C’點(diǎn)軸的直徑大于 D’點(diǎn)的，所以只需要校核 D’點(diǎn) D’點(diǎn)在豎直面內(nèi) ： 彎矩： MVD’=Fr 277+FNB’ 193FNC’ 54≈ 扭矩 : TC= 10622nP ≈ W )T(M22VCca ???? 式 中 ： ? ≈ ； 代入數(shù)據(jù)得： 3223ca ? ???? ）（≈ 38MPa60MPa 故軸Ⅱ的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求 。軸承座的結(jié)構(gòu)圖如下： 茶樹(shù)修剪機(jī)的設(shè)計(jì) 22 圖 311 軸承座結(jié)構(gòu)圖 軸承在機(jī)架上的定位圖如下： 圖 312 軸承座定位圖 （ 5） 鍵的選擇 考慮到此處連接需要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性要好，故選用平鍵 連接。 (4) 軸承的定位 三個(gè)軸承的軸向定位方式相同，現(xiàn)只設(shè)計(jì)軸 I上的軸承定位。 查 文獻(xiàn) [8]，取載荷系數(shù) fp=，則滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 。 由 軸承的基本額定動(dòng)載荷公式 得： ?? 6 h39。 (3) 軸承的選擇和校核 因 FNBFNC，所以只要 C 處的軸承可用即可 。 以 B 為基點(diǎn)，由∑ MB=0 得： FNC 139Fp1 270+Fp2 208+Fr 84=0 由∑ Fy=0 得： Fr+FNB+Fp1FNCFp2=0 式 中 ： Fr=100N,Fp1=787N， Fp2=769N 代入數(shù)據(jù)解得： FNB=（↑） ,FNC=(↓ ) 根據(jù)文獻(xiàn) [9]中的知識(shí)，繪制的彎矩圖和扭矩圖如下 圖 310 軸Ⅰ力矩圖 從彎矩圖和扭矩圖可以看出 C 點(diǎn)和 D 點(diǎn)是危險(xiǎn)截面，需要校核 。 最后留下的軸長(zhǎng)就是第 4 段軸的長(zhǎng)度了， LIV=116mm。 直徑為 D5處的軸段也是用來(lái)安裝軸承，長(zhǎng)度 LV=23mm。 直徑為 DIII處的軸段長(zhǎng)度是軸承的寬度 LIII=B=23mm。 直徑為 DI處的軸段主要是用來(lái)安裝 2 個(gè) 2 輪槽的帶輪 輪槽的帶輪，根據(jù)帶輪寬度、墊圈的厚度以及安裝的結(jié)構(gòu)確定此處的軸長(zhǎng) LI=140mm。 由上述帶輪Ⅰ的設(shè)計(jì)可知， 帶輪 Ⅰ的 寬 度 B1=37mm。 第 VII 段軸是用來(lái)安裝刀片的，為了便于加工，取第 VII 段軸的直徑為DVII=DI=22mm。 軸承另一端需要軸肩定位， daminDIVd，綜合考慮此處定位 。 查文獻(xiàn) [6]中表 ，初步選用型號(hào)為 6406 GB/T 2761994 的軸承，軸承寬度 B=23mm，軸承內(nèi)圈安裝尺寸 damin=39mm，軸承內(nèi)圈端面直徑 d≈ 軸肩的高度。 再由 h2=（ ～ ） DII=（ ~） mm。 取 h1=3mm,則 DII=DI+2h1=26mm。 取 DI=20mm。 2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑 DI 查 得 A0=112cm。各軸在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的位置見(jiàn)圖 37。熱處理后應(yīng)保證刀具不變形，達(dá)到設(shè)計(jì)精度